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段程皓博士為本文第一作者，嚴(yán)克友教授為唯一通訊作者，華南理工大學(xué)為第一完成單位，論文合作者包括德國(guó)Christoph J. Brabec教授，瑞典林雪平大學(xué)高峰、王鋒教授，香港中文大學(xué)路新慧教授，國(guó)家納米中心丁黎明研究員等。該工作得到了海外高層次人才計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金，廣東省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)及青年拔尖人才計(jì)劃、興華人才計(jì)劃的基金的大力支持。 用無(wú)機(jī)陽(yáng)離子（如Cs+）取代有機(jī)陽(yáng)離子（如甲銨基（MA+）和甲脒（FA+））制備的全無(wú)機(jī)鈣鈦礦是提高鈣鈦礦太陽(yáng)能電池長(zhǎng)期光穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的有效途徑。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)更高的光伏效率，實(shí)現(xiàn)由多個(gè)帶隙子電池組成的疊層太陽(yáng)能電池是一種可行的方法。無(wú)機(jī)鉛鈣鈦礦的固有帶隙（1.7-2.3 eV）適合作為疊層太陽(yáng)能電池的寬帶隙頂電池。利用Pb-Sn混合制備的無(wú)機(jī)鈣鈦礦可將帶隙縮小到1.25?1.40 eV，適用于疊層太陽(yáng)能電池的窄帶隙底電池。因此，全無(wú)機(jī)鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池有望打破效率瓶頸，并解決鈣鈦礦電池光熱穩(wěn)定性差的問(wèn)題。然而，錫離子誘導(dǎo)的較差薄膜形貌和深陷阱態(tài)，無(wú)機(jī)窄帶隙鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的效率較低，導(dǎo)致目前還沒(méi)有關(guān)于2端全無(wú)機(jī)鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池的報(bào)道。 該團(tuán)隊(duì)采用對(duì)甲苯磺酰肼的配體演變策略制備了帶隙為1.31 eV的無(wú)機(jī)窄帶隙CsPb0.4Sn0.6I3鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。配體演變策略實(shí)現(xiàn)了一箭三雕的作用，即：低溫處理階段對(duì)甲苯磺酰肼作為配體調(diào)控鈣鈦礦薄膜的結(jié)晶過(guò)程，高溫處理時(shí)將薄膜中的Sn4+還原成Sn2+減少深能級(jí)陷阱態(tài)，同時(shí)對(duì)甲苯磺酰肼的生成產(chǎn)物對(duì)甲苯磺酸又可以作為新的配體鈍化鈣鈦礦薄膜的缺陷態(tài)。帶隙1.31 eV的CsPb0.4Sn0.6I3鈣鈦礦太陽(yáng)能電池獲得了17.41%的破紀(jì)錄效率。結(jié)合帶隙為1.92 eV的CsPbI2Br頂電池，首次成功構(gòu)建了效率為22.57%（認(rèn)證為21.92%）的2端全無(wú)機(jī)鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池。 全無(wú)機(jī)鈣鈦礦疊層電池的成功構(gòu)建，有望在未來(lái)解決有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池光熱穩(wěn)定性差的問(wèn)題。未來(lái)，該團(tuán)隊(duì)將針對(duì)減少無(wú)機(jī)寬帶隙子電池的電壓損耗、提高無(wú)機(jī)窄帶隙子電池的穩(wěn)定性以及減少?gòu)?fù)合層連接時(shí)的電壓損耗，降本增效等開(kāi)展進(jìn)一步的研究。 論文鏈接： https://www.nature.com/articles/s41586-024-08432-7 主要作者簡(jiǎn)介 段程皓博士，本文第一作者，華南理工大學(xué)助理研究員。在華南理工大學(xué)獲得博士學(xué)位（師從嚴(yán)克友教授），并先后在華南理工大學(xué)（合作導(dǎo)師嚴(yán)克友教授）和香港中文大學(xué)（合作導(dǎo)師路新慧教授）從事博士后研究。主要從事半導(dǎo)體功能納米材料合成、無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池以及疊層器件的研究，取得了一系列的研究成果。近五年在國(guó)際著名期刊上發(fā)表30多篇SCI期刊論文，包括Nature，Energy Environ. Sci.，Adv. Mater.，Angew. Chem.，Adv. Energy. Mater等。 嚴(yán)克友教授，本文通訊作者，海外高層次引進(jìn)人才，環(huán)境與能源學(xué)院環(huán)境與能源融合教研所所長(zhǎng)，發(fā)光材料與器件國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成員，碩/博導(dǎo)。長(zhǎng)期從事太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化、儲(chǔ)存和利用研究，在Nature，J. Am. Chem. Soc.，Energy Environ. Sci.，Adv. Mater.，Angew. Chem.，Adv. Energy. Mater等國(guó)際學(xué)術(shù)期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文150余篇，文章被引萬(wàn)余次，多次被學(xué)術(shù)媒體報(bào)道。主持海外高層次人才、廣東省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)及青年拔尖項(xiàng)目等，獲得教育部自然科學(xué)二等獎(jiǎng)等。
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